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Ensaio de tração
O ensaio de tração consiste na aplicação de uma força de tração axial num corpo de
prova padronizado, promovendo a deformação do material na direção do esforço, que
tende a alongá-lo até fraturar (Figura 1).  Devido à facilidade de execução e
reprodutibilidade dos resultados, este ensaio é amplamente utilizado. Com ele é
possível determinar o grá�co de Tensão Deformação e medir as propriedades de
Resistência à Tração, Módulo de Elasticidade, Tensão no Escoamento, Tensão na
Ruptura, Deformação no Escoamento, Deformação na Ruptura, etc.
A tensão, que é expressa em megapascal (Mpa), Newton por milímetro quadrado
(N/mm2) ou em quilograma por milímetro quadrado (Kg/mm2), é calculada dividindo a
força F ou carga aplicada, pela área da secção inicial da parte útil do corpo de prova.
Em uma máquina universal de ensaio, projetada para esse tipo de ensaio, os dados são
obtidos e computados durante todo o processo, permitindo assim, a posterior análise
das informações referentes ao material empregado.
Figura 1 – Representação de um ensaio de tração
 UU aa
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Ensaio de tração: 
Introdução
O Ensaio de Tração fornece dados quantitativos que permitirão cálculos matemáticos
para a determinação de parâmetros importantes de modo que os pro�ssionais que
trabalham na área de materiais possam decidir quanto à utilização de um material
especí�co para determinado �m.
Nos últimos séculos, não havia um controle regulado de qualidade dos produtos
acabados porque a construção dos objetos era basicamente feita à mão. Avaliava-se a
qualidade por meio do uso. Atualmente, pode-se entender que o controle de qualidade
deve começar com as matérias-primas e deve ser realizado em todo o processo de
produção, incluindo a inspeção e o teste �nal dos produtos acabados. O ensaio
mecânico de materiais é o procedimento padronizado utilizado para isto, contando
com cálculos, grá�cos e consulta de tabelas, todos obedecendo as respectivas normas
técnicas.
Realizar um ensaio consiste em submeter um objeto já fabricado ou um material que
vai ser processado industrialmente a situações que simulam os esforços que eles vão
sofrer nas condições reais de uso, atingindo limites extremos de solicitação.
Ensaio de tração: 
Importância
Conhecer as propriedades mecânicas de um material é uma tarefa importante para
que os pro�ssionais que trabalham no desenvolvimento de um novo produto, bem
como na conferência da matéria prima  ou no produto acabado avaliando se este
apresenta caracteristicas de segurança e e�ciência com relação ao seu uso.
O ensaio de tração tem grande importância, uma vez que serve para averiguação de
suas propriedades, realização de análises de risco, analisar possíveis falhas e veri�car
qual o comportamento do material sob determinadas condições de trabalho.
Os ensaios mecânicos podem ser realizados em protótipos ou em corpos de prova. A
importância da realização de ensaios em protótipo é pela possibilidade de veri�car o
comportamento do material sob as condições de uso do objeto. Deste modo, é possível
avaliar se o material apresenta características adequadas à sua função. Sob outra
perspectiva, quando o ensaio é feito em corpos de prova, os resultados obtidos são
mais gerais, normalmente utilizados para testar as propriedades intrínsecas do
material.
Ensaio de tração: 
Grá�co de tensão deformação
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Sendo um dos ensaios mais empregados atualmente na indústria, o ensaio de tração
avalia diversas propriedades mecânicas dos materiais, através de características
extraídas da análise do grá�co gerado por esse ensaio, o qual é conhecido como
diagrama tensão deformação, sendo muito útil para complementar a análise
matemática envolvida no processo.
Materiais metálicos
A partir do grá�co de tensão deformação dos materiais metálicos poderíamos
descrever todo os parâmetros importantes no ensaio. Abaixo podemos entender
melhor estes parâmetros, que aparecem quando o material está sujeito a esforços de
natureza mecânica (isso quer dizer que esses parâmetros determinam a maior ou
menor capacidade que o material tem para transmitir ou resistir aos esforços que lhe
são aplicados):
Figura 2 – Grá�co típico de tensão x deformação de um ensaio de tração
A partir das medidas de cargas e os respectivos alongamentos, constrói-se o grá�co de
tensão x deformação, como mostra a �gura 2, a qual mostra essa relação para
diferentes tipos de Metais. A análise dos grá�cos obtidos com os ensaios de tração
permite o levantamento de inúmeras informações que são apresentadas a seguir:
Modulo de elasticidade (ou módulo de Young): Corresponde a inclinação (coe�ciente
angular) do segmento linear no grá�co tensão deformação. Nos materiais metálicos, o
módulo de elasticidade é considerado uma propriedade insensível com a
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microestrutura, visto que o seu valor é fortemente dominado pela resistência das
ligações atômicas, sendo apresentado conforme a relação:
Equação 1: 
E = σ / ε.
Onde pode ser observado a proporcionalidade entre a tensão aplicada (σ) e a
deformação (ε).
Deformação Plástica: À medida que o material continua a ser deformado além do
regime elástico, a tensão deixa de ser proporcional à deformação e, portanto, a lei de
Hooke não mais será obedecida, ocorrendo uma deformação permanente e não
recuperável denominada deformação plástica. Para a maioria dos materiais metálicos,
a transição do comportamento elástico para o plástico é gradual, ocorrendo uma
curvatura no ponto de surgimento da deformação plástica, a qual aumenta mais
rapidamente com a elevação de tensão.
Limite elástico: O limite elástico, também denominado limite de elasticidade e limite
de �uência, é a tensão máxima que um material elástico pode suportar sem sofrer
deformações permanentes após a retirada da carga externa. Ou seja, dentro do limite
elástico o material retorna ao seu estado normal elástico depois de sofrer uma dada
deformação.
Limite de proporcionalidade: É o limite ao qual a tensão aplicada não é mais
proporcional ao alongamento, ou seja, o material não apresenta mais linearidade.
Limite de resistência: O limite de resistência à tração (algumas vezes representada
pela sigla LRT) é a tensão no ponto máximo do grá�co de tensão deformação de
engenharia, a qual corresponde à tensão máxima que pode ser sustentada por uma
estrutura sob tração. Observando o grá�co ainda da �gura 2, após o escoamento a
tensão necessária para continuar o processo de deformação plástica em materiais
metálicos aumenta até alcançar um valor máximo e a partir desse ponto, a tensão
diminui até a fratura do material. Isso ocorre devido à rápida diminuição da seção
resistente do corpo de prova ao se ultrapassar a tensão máxima, sendo expressa pela
equação:
Equação 2: 
σ = F / A0
Onde F é a força ou carga instantânea aplicada em uma direção ortogonal à seção reta
(A0) e A0 representa a área da seção do corpo de prova (antes da aplicação da força).
Ductilidade: Representa uma medida do grau de deformação plástica que o material
suportou até a fratura. Um material que experimenta uma deformação plástica muito
pequena ou mesmo nenhuma quando da sua fratura é chamado de frágil. A ductilidade
pode ser expressa quantitativamente tanto pelo alongamento percentual como pela
redução de área percentual. Pode-se obter o alongamento percentual AL% da seguinte
maneira:
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Equação 3: 
AL% = (Lf – L0/L0) * 100
onde Lf representa o comprimento da porção útil do corpo de prova no momento da
fratura e L0 o comprimento útil original. Um conhecimento da ductilidade dos materiais
é importante, pois dá  uma indicação do grau segundo o qual uma estrutura irá se
deformar plasticamente antes de fraturar, além de especi�car o grau de deformação
permissível durante operações de fabricação.
Tenacidade: A Tenacidade representa uma medida da capacidade de um material em
absorver energia até a fratura. Esta é uma propriedade desejável para casos de peças
sujeitas a choques e impactos, como engrenagens, correntes etc., portanto, a geometria
do corpo de prova, bem como a maneira como a carga é aplicada, são fatores
importantes nas determinações de tenacidade. Além disso, a tenacidade à fratura é
uma propriedade indicativa da resistência do material à fratura quando este possui
uma trinca.
Resiliência: É de�nida como a capacidade de um material absorver energia quando é
deformado elasticamente, e após o descarregamento recuperar essa energia. Os
materiais resilientes são aqueles que possuem limites de escoamento elevados e
módulos de elasticidade pequenos, normalmente ligas onde são utilizadas na
fabricação de molas. Pode ser representada pela seguinte equação:
Equação 4: 
Uf = (σ esc^2) / 2ε
Onde o módulo de resiliência Uf relaciona a tensão de escoamento (σ esc) com o
módulo de elasticidade.
Encruamento: O encruamento é um fenômeno modi�cativo da estrutura dos metais,
em que a deformação plástica causará o endurecimento e aumento de resistência do
metal. O encruamento de um metal pode ser de�nido então como sendo o seu
endurecimento por deformação plástica.
Estricção ou Empescoçamento: Pode ser entendido como uma “formação de pescoço”
ou “estiramento” que ocorre quando o aumento da dureza por encruamento é menor
que a tensão aplicada e o material sofre uma grande deformação. Fica localizado na
região em uma seção reduzida em que grande parte da deformação se concentra.
Coe�ciente de Poisson: o coe�ciente de Poisson (ν) é um parâmetro resultante da
razão entre as deformações lateral e axial. Uma vez que as deformações laterais e a
deformação axial sempre terão sinais opostos, o sinal negativo foi incluído nesta
relação para que ν seja sempre um número positivo. O coe�ciente de Poisson mede a
rigidez do material na direção perpendicular à direção de aplicação da carga uniaxial.
Os valores de ν para diversos metais estão entre 0,25 e 0,35 e no máximo 0,50. O
coe�ciente de Poisson é de�nido então como sendo o valor positivo ν que satisfaz a
relação:
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Equação 5: 
V = – (εx/εz)= – (εy/εz)
Onde 𝜀 é representado a extensão lateral ou transversal, e a extensão segundo a
direção do esforço uniaxial aplicado.
Ensaio de tração típico em metais:
Considerando agora um ensaio de tração típico para aços (Figura 3), inicialmente,
ocorre deformação elástica, ou seja, a tensão e deformação tendem a aumentar
linearmente e quando a carga é retirada o corpo poderia relaxar as tensões e retomar à
sua forma original, dessa região do grá�co é possível obter-se o módulo de elasticidade
do material, que é proporcional a rigidez do material.
Prosseguindo o ensaio, há um ponto em que o corpo entra no regime plástico de
deformação, esse ponto é denominado limite de proporcionalidade (B), isto é, o
alongamento é permanente. Em seguida, o corpo deforma-se até que a tensão limite de
resistência seja atingida (C), onde se inicia a estricção. Por �m, o ensaio segue até a
ruptura do corpo (D).
Figura 3 – Grá�co de Tensão deformação de um ensaio de tração
Além das propriedades mecânicas, através da curva é possível avaliar a resiliência e
tenacidade de um material, em outras palavras, a capacidade de um material absorver
energia no regime elástico e plástico, respectivamente. Ainda, através da análise
macroscópica da fratura, do per�l das regiões do grá�co e das normas técnicas é
possível classi�car um material em dúctil ou frágil.
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Na Figura 4 são apresentado os Ensaios de tração típicos para materiais dúcteis e
frageis, sendo que os  Materiais dúcteis tendem a apresentar grande deformação
plástica, ocorrendo estricção no corpo de prova durante o ensaio, esse é o caso do
cobre, aços baixo carbono ou da maioria dos polímeros. No caso de materiais frágeis,
ocorre pouca ou nenhuma deformação plástica, pois o material armazena toda a
energia aplicada para deformá-lo e fratura catastro�camente, isso ocorre com ferro
fundido cinzento, aço temperado e materiais cerâmicos.
A forma e a magnitude do grá�co de tensão deformação de um metal dependerão da
sua composição, tratamento térmico, histórico prévio de deformação plástica e da taxa
de deformação, temperatura, e estado de tensão imposto durante o ensaio.
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Figura 4 – Ensaios de tração típicos para o aço baixo carbono, cobre e ferro
fundido cinzento
Materiais poliméricos
Os materiais poliméricos são geralmente compostos orgânicos baseados em carbono,
hidrogênio e outros elementos não-metálicos que são constituídos de moléculas muito
grandes e apresentam baixa densidade, podendo ser extremamente �exíveis.
Considerando os polímeros, o ensaio é sensível aos parâmetros estruturais e externos,
por isso, existem curvas típicas para três grupos de polímeros: frágeis(a), plásticos(b) e
elastoméricos(c), observa-se claramente que o comportamento dos polímeros difere
dos metais, principalmente devido aos mecanismos de deformação. As principais
normas utilizadas nesse caso são ASTM D638 e ISSO 527-1.
Figura 5 – Grá�co de tensão x deformação para polímeros (a) frágeis, (b) plásticos,
(c) elastômeros.
Materiais cerâmicos
Os materiais cerâmicos são geralmente uma combinação de elementos metálicos e
não-metálicos, geralmente são óxidos, nitretos e carbetos. São geralmente isolantes de
calor e eletricidade e também são mais resistentes à altas temperaturas e à ambientes
severos que metais e polímeros. Com relação às propriedades mecânicas as cerâmicas
são duras, porém frágeis.
É muito difícil realizar ensaios de tração em materiais cerâmicos, pois trincas podem ser
introduzidas no processo de fabricação dos corpos de prova. As cerâmicas são mais
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resistentes à compressão que em tração, devido à forma como as trincas se propagam.
Então, as curvas tensão deformação de materiais cerâmicos são geralmente obtidas
por �exão (3 ou 4 pontos), que em ensaios de tração, pois é muito mais fácil produzir
cerâmicas na forma de blocos de seção transversal retangular para esse tipo de ensaio.
Ensaio de tração: 
Máquina Universal de ensaio
O ensaio de tração pode ser realizado em uma máquina universal de ensaio, que
permite realizar diversos tipos de ensaios mecânicos. Essas máquinas utilizadas para o
ensaio podem ser hidráulicas ou eletromecânicas, sendo que a eletromecânica é
baseada em um motor elétrico que permite maior controle sobre variação de
velocidade e deslocamento da travessa móvel.
As garras garantem a �xação e o alinhamento axial dos corpos de prova e os sistemas
de �xação mais comuns são cunha, �ange ou rosca. Para traçar o grá�co de  tensão
deformação, a força aplicada é medida instantaneamente utilizando uma célula de
carga, enquanto o alongamento é medido através do encoder do equipamento ou por
extensômetros. O equipamento possui um software que permite o controle e ajuste
dos parâmetrose funções bem como permite a visualização dos resultados do ensaio
permitindo a geração de relatórios que podem ser salvos em um computador
conectado ao equipamento para posterior analise.
Vale lembrar que a precisão de um ensaio de tração depende, evidentemente, da
precisão e qualidade do equipamento. O dimensionamento correto do equipamento
bem como a utilização de células de cargas precisas acompanhada do uso de
extensômetro garante a con�abilidade dos resultados do ensaio.
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Figura 6 – Máquina universal de ensaio: Modelo de coluna única e coluna dupla
Ensaio de tração: 
Procedimentos normalizados
A crescente internacionalização do comércio de produtos põe em destaque a
importância da normalização dos ensaios de materiais. Os ensaios de tração podem ser
realizados em produtos acabados ou corpos de prova, utilizando normas técnicas para
padronizar.
Para realização do ensaio coloca-se adequadamente o corpo de prova preso às garras,
ajustando manualmente a altura da barra tracionada, de modo que as garras estejam
alinhadas e que não haja nenhuma força atuando na célula de descarga. De�ne-se no
software o método no qual será realizado o ensaio (tração), as dimensões do corpo de
prova, velocidade do ensaio e de retorno, os limites de operação do equipamento, a
forma de apresentação dos resultados, entre outros. O ensaio termina quando o
material se rompe.
Corpo de prova
Para a execução do ensaio de tração a confecção do corpo de prova é de fundamental
importância. O comprimento e formato do corpo de prova, a velocidade de aplicação
da carga e as imprecisões dos ensaios afetam diretamente nos resultados obtidos. A
�m de tornar os ensaios reprodutíveis, normas técnicas que garantem a padronização
das dimensões e formatos dos corpos de prova são utilizadas, como ASTM E8M e ABNT
MB-4.
A forma e dimensões do corpo de prova variam de acordo com a rigidez do material
ensaiado, com a capacidade da máquina e com a geometria do produto acabado de
onde foi retirado, de modo a garantir que ocorra a fratura na região útil do corpo de
prova para poder validar o ensaio.
As propriedades mecânicas do material são medidas na parte útil do corpo de prova
(região Lo) e as regiões extremas que são �xadas nas garras da máquina, são
conhecidas como cabeças (D). As cabeças devem ter seção maior do que a parte útil
para que a ruptura do corpo de prova não ocorra nelas e suas dimensões e formas
dependem do tipo de �xação da máquina.
Em geral, corpos de prova apresentam seção transversal circular quando produzidos
por fundição ou torneados a partir de um produto acabado cilíndrico, mas também
podem apresentar seção transversal retangular quando retirados de chapas, nesse
caso, deve-se atentar para a direção que o corpo de prova será retirado, pois chapas
laminadas apresentam propriedades mecânicas anisotrópicas.
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Figura 7 – Corpos de prova para ensaio de tração segundo norma técnica
Assim, em função do corpo de prova é possível determinar informações tanto do
comportamento mecânico do material, quanto do processo de fabricação, como
laminação, injeção, fundição ou de juntas soldadas.
Ensaio de tração: 
Principais normas
Quando se trata de realizar ensaios mecânicos, as normas mais utilizadas são as
referentes à especi�cação de materiais e ao método de ensaio. Um método descreve o
correto procedimento para se efetuar um determinado ensaio mecânico.
Desse modo, seguindo sempre o mesmo método, os resultados obtidos para um
mesmo material são semelhantes e reprodutíveis onde quer que o ensaio seja
executado. Alguns exemplos de normas técnicas utilizadas pelos laboratórios de
ensaios são:
ISO 6892 – Teste de tração de materiais metálicos
ISO 527-3 – Teste de tração em �lmes e folhas
ASTM E8 / E8M – Teste de tração de materiais metálicos
https://www.iso.org/standard/78322.html
https://www.iso.org/standard/70307.html
https://www.astm.org/Standards/E8.htm
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ASTM D412 – Teste de tração de elastômeros
ASTM D638 – Teste de tração de plásticos
ASTM D6319 – Teste de tração em luvas médicas
ASTM D5035 – Teste de tira de alongamento e resistência têxtil
ASTM A370 – Teste de tração em tubos e tubulações
ASTM D1414 – Teste em O-Rings de borracha
ASTM D5034 – Teste de tração em tecidos
ASTM D882-18 – Teste de tração em plástico �no
ASTM F2458 – Teste de resistência de adesivos e selantes de tecido
Ensaio de tração: 
Uso de extensômetro durante os ensaios
No ensaio sem o uso do extensômetro, o aumento do comprimento da amostra é
medido pelo movimento da travessa móvel da máquina máquina universal de ensaio,
onde inclui deformações elásticas e acomodações de todo o sistema (máquina,
amostra, célula de carga e elementos de �xação).
As medidas na região de deformação elástica da curva são sensivelmente afetadas e
representam propriedades do conjunto material + sistema. Para grandes deformações
(regiões de deformação plástica uniforme e não uniforme da curva de tração) o efeito
das deformações do sistema tende a ser minimizado em relação à deformação da
amostra.
Já no ensaio com o uso do extensômetro, o instrumento de medição é �xado no corpo
de prova. Ele mede exclusivamente as deformações que ocorrem no material, dentro
de um comprimento de referência, excluindo portanto os efeitos da deformação da
máquina e dos elementos de �xação.
https://www.astm.org/Standards/D412.htm
https://www.astm.org/Standards/D638.htm
https://www.astm.org/Standards/D6319.htm
https://www.astm.org/Standards/D5035.htm
https://www.astm.org/Standards/A370.htm
https://www.astm.org/Standards/D1414.htm
https://www.astm.org/Standards/D5034.htm
https://www.astm.org/Standards/D882.htm
https://www.astm.org/Standards/F2458.htm
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Figura 8 – Extensômetro típico utilizado em ensaio de tração
A extensometria é essencial para obtenção de propriedades na região elástica da curva,
como os limites de elasticidade e de proporcionalidade e os módulos de elasticidade e
de resiliência. Além disso, o uso do extensômetro permite também maior precisão na
determinação do limite de escoamento convencional.
No grá�co de tensão deformação do alumínio abaixo foram realizadas duas medidas
sendo o grá�co em preto sem a utilização do extensômetro e o grá�co de cor vermelha
utilizando-se o extensômetro. Para o modulo de Young obteve-se o valor 71,4 GPa para
ambos os casos, ou seja, com e sem extensômetro, entretanto temos valores muito
maiores para o limite de resistência e alongamento quando não se utiliza o
extensômetro.
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Figura 9 – Grá�co de tensão x deformação do alumínio com e sem a utilização de
extensômetro
Ensaio de tração: 
Vídeos e apresentações
No vídeo a seguir é explicado de maneira geral o funcionamento de uma máquina
universal de ensaio bem como a realização do ensaio de tração de um corpo de prova
de um material polimérico.
Máquina Universal de Ensaio - Mbio IMáquina Universal de Ensaio - Mbio I
Ensaio de tração: 
Conclusão
https://www.youtube.com/watch?v=uvUdfrVARxY
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O ensaio de tração demonstra-se extremamente útil para veri�car o comportamento
frágil ou dúctil do material ensaiado, assim como eventuais falhas em sua composição.
Além disso, conhecer as propriedades mecânicas de um determinado materialé
fundamental para direcionar suas corretas aplicações.
Sendo assim, é importante se perguntar quanta tensão o material resiste, quando em
um projeto, e se a carga submetida em certo ponto do seu projeto é adequada. A partir
das propriedades fornecidas pelos resultados do ensaio de tração é possível responder
a essas e a outras perguntas que irão garantir a segurança e a excelência para seu
projeto ou aplicação em questão.
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